Investigative Radiology：低场磁共振成像在减少髋关节置换术植入物金属伪影中的应用
2022-09-06 shaosai MedSci原创
由于易感性伪影与场强成正比，低场核磁共振成像改善了金属硬件附近软组织的可视化。
尽管1.5T和3T磁共振成像（MRI）系统具有较高的场强、梯度功率和接收通道元件，可以快速获取高质量的图像，由于其设备成本较高因此在很多地区无法常规应用。因此，最近MRI界开始了对0.1和1.0T之间的低场MRI系统的重新审视。现阶段，新一代低场MRI系统利用了许多为高场系统开发的性能增强的先进技术，同时受益于大幅降低的材料和生产成本以及安装和维护复杂性的降低，因此在很多地区广泛应用。
与其前身相比，新一代的低场核磁共振系统可以实现许多新的成像技术，如平行成像、同步多片激发和多谱段金属伪影减少成像。虽然低场强下的信噪比（SNR）本身较低，导致采集时间较长，但可以获得与1.5T类似的诊断质量，在全球范围内是一种可行的替代方案。美国食品和药物管理局最近批准了第一个用于人体成像的80厘米宽孔0.55T系统，这也有望改善肥胖和幽闭恐惧症患者群体的就医条件。
由于易感性伪影与场强成正比，低场核磁共振成像改善了金属硬件附近软组织的可视化。尽管这一概念已被证明适用于较小的金属植入物，但目前临床上对较大的金属部件（如髋关节置换术）的认识还存在差距。初步研究表明，新一代低场MRI系统为含金属设备的MRI引导下的导管检查和高敏感区域的MRI检查提供了有利条件。
近日，发表在Investigative Radiology杂志的一项研究评估了新一代0.55T系统上对髋关节置换术植入物的SEMAC MRI可行性，优化了用于临床的MRI方案，并与临床1.5T系统的MRI特征进行了比较。
本研究使用涡轮自旋回波、视角倾斜（VAT）以及VAT和SEMAC（VAT+SEMAC）组合脉冲序列对嵌入在组织内的钛（Ti）和钴铬全髋关节置换术植入物进行了评估。为了完善0.55TMRI方案，在考虑到测量的空间分辨率、信噪比和采集时间的情况下，通过3位专家读者对图像的定性排名评估了金属伪影的减少技术类型和各种脉冲序列参数对金属伪影的影响。将优化后的0.55T方案的信噪比效率和伪影大小与1.5T标准和压缩感应SEMAC序列进行了比较。
总的来说，VAT+SEMAC序列对钛合金至少有6个SEMAC编码步骤，对钴铬合金植入物至少有9个SEMAC编码步骤，在减少金属方面的排名高于其他序列（P < 0.05）。额外的SEMAC编码分区并没有带来进一步的金属伪影减少。在允许最小的残余伪影情况下，低磁感应度的Ti结构可以通过优化的涡轮自旋回波序列充分成像，而不需要SEMAC。在跨平台比较中，使用优化协议的0.55T采集比1.5T VAT+SEMAC和VAT+压缩感应/SEMAC协议的伪影小45%至64%，代价是信噪比效率下降17%至28%。与B1有关的伪影在0.55T比1.5T无一例外地小；然而，与B0失真有关的伪影虽然经常较小，但在0.55T可能出现信号堆积。
图 没有VAT和SEMAC的脉冲序列对金属伪影、图像模糊、SNR和采集时间的影响。A，使用不同脉冲序列的Ti植入物的MRI显示TSE序列的髋臼变形最小（白色箭头），而VAT和SEMAC脉冲序列的伪影几乎完全减少。注意VAT和VAT+SEMAC的图像模糊的引入。B，CoCr植入物的MRI显示需要SEMAC，至少有9个编码步骤以充分减少髋臼组件的伪影
本研究表明，与目前1.5T的MRI标准相比，使用SEMAC的新一代低场MRI改善了髋关节置换术植入物所造成的金属伪影。虽然B0相关伪影的出现发生了变化，但B相关伪影的减少也对0.55T的整体效益起到了重要作用。
原文出处：
Iman Khodarahmi,Inge M Brinkmann,Dana J Lin,et al.New-Generation Low-Field Magnetic Resonance Imaging of Hip Arthroplasty Implants Using Slice Encoding for Metal Artifact Correction: First In Vitro Experience at 0.55 T and Comparison With 1.5 T.DOI:10.1097/RLI.0000000000000866
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